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Red de Revistas Científicas de América Latina y el Caribe, España y Portugal
EFECTO DE LA RESTAURACIÓN DE UN FLUVISOL CONTAMINADO CON PETRÓLEO CRUDO
Antonio TRUJILLO-NARCÍA
1
, María del Carmen RIVERA-CRUZ
1
,
Luz del Carmen LAGUNES-ESPINOZA
1
, David Jesús PALMA-LÓPEZ
1
,
Saúl SOTO-SÁNCHEZ
1
y Gustavo RAMÍREZ-VALVERDE
2
1
Colegio de Postgraduados Campus Tabasco, km 2 Periférico Carlos A. Molina., H. Cárdenas, Tabasco, Méx.
CP 86570.
2
Colegio de Postgraduados Campus Montecillo, Carretera México-Texcoco km 36.5, Montecillo, Edo. México,
México, CP 36230
*Autor responsable; atrujillonarcia@hotmail.com
(Recibido mayo 2011, aceptado julio 2012)
Palabras clave: compactación, densidad aparente, humedad, infltración básica, retención de agua, textura
RESUMEN
Los suelos aledaños a instalaciones petroleras en México tienen riesgos de ser afectados
por fugas o derrames de petróleo crudo o sus derivados. No obstante que el marco legal
ambiental establece, a través de las normas ofciales mexicanas, los límites máximos
permisibles de hidrocarburos en suelos y los lineamientos para la remediación, los
parámetros geoquímicos utilizados no garantizan la recuperación de las condiciones
originales del suelo. El funcionamiento y la resiliencia de las propiedades alteradas del
suelo contaminado con petróleo y restaurado, requieren la medición de la efciencia de
la restauración comercial a través de parámetros que no están incluidos en la NOM-
138-SEMARNAT/SA1-2008. Por ello, el objetivo de este estudio Fue identifcar las
propiedades físicas y químicas del suelo restaurado para demostrar la recuperación
de la calidad del suelo comparado con los valores correspondientes al suelo aledaño
taxonómicamente similar. Se determinaron la cantidad de hidrocarburos totales del
petróleo (HTP), ocho propiedades físicas y 10 químicas de un suelo restaurado en una
extensión de 0.85 ha y se comparó con los valores de muestras colectadas en 0.377 ha
de un Fluvisol testigo aledaño. Se colectaron muestras a dos profundidades (0-15 y
15-30 cm). Se identifcaron diFerencias estadísticas (p<0.01) entre ambos suelos para
HTP, resistencia a la penetración (RP), densidad aparente (Dap), humedad a capacidad
de campo (HCC), retención de agua (RA), infltración básica (Ib), arcilla y limo; igual
-
mente en las propiedades químicas potencial hidrógeno (pH), conductividad eléctrica
(CE), materia orgánica (MO), nitrógeno total (N), fósforo aprovechable (P), potasio
intercambiable (K), calcio intercambiable (Ca), magnesio intercambiable (Mg), sodio
intercambiable (Na) y capacidad de intercambio catiónico (CIC). Se identifcó corre
-
lación negativa (p<0.01) entre HTP con 10 variables Físicas y químicas destacando Ib
(–0.926) y HCC (–0.914), lo que evidencia que el suelo restaurado permanece afectado.
La correlación Fue positiva y signifcativa (p<0.01) entre HTP con seis variables Físicas
y químicas sobresaliendo Dap (0.935) y RP (0.928), lo cual muestra el origen de la
degradación del suelo. Los datos indican que la calidad del suelo continúa modifcada,
de modo que la restauración Física y química no Fue efcaz y se requiere de nuevos
procesos de restauración, de preferencia de naturaleza biológica. Este estudio aporta
información para la selección de indicadores físicos y químicos del suelo que permitan
un mejor seguimiento de su proceso de restauración, hasta considerarlo restaurado.
Rev. Int. Contam. Ambie. 28 (4) 361-374, 2012
A. Trujillo-Narcía
et al.
362
Key words: compaction, bulk density, moisture, basic infltration, water retention, texture
ABSTRACT
Soils adjacent to oil facilities in Mexico could potentially be affected by crude-oil or oil-
derivative spills or leaks. While the environmental legal framework sets forth, through
Mexican oFfcial standards, the maximum allowable limits oF hydrocarbons in soil and
the remediation guidelines, the geochemical parameters used are no guarantee that the
original conditions of soil are recovered. The functioning and resilience of the altered
properties oF remediated oil-polluted soil require measuring the eFfciency oF commercial
remediation through parameters not included in NOM-138-SEMARNAT/SA1-2008. For
this reason, the aim of this investigation was to identify the physical and chemical proper-
ties of remediated soil to prove the recovery of soil quality relative to the parameters of an
adjacent and taxonomically similar soil. Parameters determined include total petroleum
hydrocarbons (TPH), eight physical and 10 chemical properties of a remediated soil in
an area oF 0.85 ha and these were compared with fgures obtained From samples collected
in 0.377 ha of an adjacent control Fluvisol. Samples were collected at two depths (0-15
and 15-30 cm). Statistical diFFerences (p < 0.01) were observed between both soil types
For TPH, resistance to penetration (RP), bulk density (Bd), moisture at feld capacity
(M±C), water retention (WR), basic infltration (Bi), clay and silt; also, on the Follow
-
ing chemical properties: hydrogen potential (pH), electrical conductivity (EC), organic
matter (OM), total nitrogen (N), usable phosphorus (P), exchangeable potassium (K),
exchangeable calcium (Ca), exchangeable magnesium (Mg), exchangeable sodium (Na)
and cation-exchange capacity (CEC). A negative correlation (p < 0.01) was identifed
beween TPH and 10 physical and chemical variables, among them Bi (–0.926) and MFC
(–0.914), evidencing that remediated soil remains aFFected. A signifcant (p < 0.01) posi
-
tive correlation was found between TPH and six physical and chemical variables, such as
Bd (0.935) and RP (0.928), which reveals the origin of soil degradation. The data show
that soil quality remains affected, and hence the physical and chemical remediation was
ineffective, so that new remediation processes are required, preferably biological ones.
This study provides information for selecting physical and chemical indicators of soil
to enable a better follow-up of the remediation process until soil is deemed remediated.
INTRODUCCIÓN
La importancia del suelo reside en los servicios
ambientales de soporte, regulación, provisión y cul-
turales que proporciona al ser humano (SEMARNAT
2009). Este recurso natural es el soporte de los orga-
nismos, actúa como reserva de sustancias orgánicas
y minerales, regula los intercambios y ²ujos en el
ecosistema, es el sitio de la transformación de la ma-
teria orgánica, además es un sistema de purifcación
y amortiguamiento de las sustancias tóxicas (Gobat
et
al
. 2004). Las actividades productivas realizadas por
el hombre alteran el estatus del suelo, ejemplos son los
vertidos industriales y los hidrocarburos procedentes
de refnerías o de los derrames de petróleo durante el
transporte (Seoánez
et al
. 1999), derrames desde las
presas de decantación de los pozos petroleros (Bel-
trán 1985) ó por depositación atmosférica (Siebe
et
al
. 1997, Jiménez 2002) de residuos de la quema de
combustibles Fósiles de Fuentes fjas y móviles.
En la zona continental del sureste de México la
exploración y la perforación petrolera se iniciaron
de manera comercial durante la década de 1940. A
fnales de los años cincuenta se inició la perForación
en la región noroeste del estado de Tabasco y a partir
de 1973 aumentó la superfcie por el descubrimiento
de importantes yacimientos petroleros en el área Co-
malcalco-Terciario. La industria petrolera en Tabasco
se consolidó como área productiva por los volúmenes
de petróleo crudo y gas (West
et al
. 1976, Tudela 1989,
Ortiz 2009) pero originó la degradación del suelo de-
bido a frecuentes derrames de petróleo crudo (Beltrán
1985, CODEZPET 1985, González 1995, CIMADES
1997) o por depositación atmosférica (Siebe
et al
. 1997)
de partículas transportadas por el aire. Las estadísticas
ofciales de las emergencias ambientales por derrames
de petróleo empezaron a registrarse en Tabasco en
1992 (González 1995). Según la Procuraduría Federal
de Protección al Ambiente (PROFEPA) durante el
periodo de 1993 a 2009 ocurrieron en México 7998
RESTAURACIÓN DE UN FLUVISOL CONTAMINADO CON PETRÓLEO CRUDO
363
emergencias ambientales, de las cuales 1315 (16.44
%) sucedieron en Tabasco. El 92.6 % de los derrames
o fugas de petróleo se acumularon en el suelo debido
principalmente a fugas de ductos (PROFEPA 2011).
El marco legal ambiental en México, en particular
la Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protec-
ción al Ambiente, establece que los suelos contami-
nados con materiales peligrosos deben ser restaurados
para que recuperen sus condiciones originales. La
norma ofcial mexicana NOM-138-SEMARNAT/
SA1-2008 (DOF 2010) se refere a los procedimien
-
tos para el muestreo y las especifcaciones para la
caracterización y remediación del suelo contaminado
por derrames de petróleo. Esta norma es de naturaleza
geoquímica porque sólo considera el cumplimiento
de concentraciones máximas permisibles de las
fracciones ligera, mediana, pesada; la fracción so-
luble benceno-tolueno-etilbenceno-xileno (BTEX)
y los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP).
Otro rasgo de esta NOM se refere a especifcacio
-
nes ambientales para la remediación del suelo. Una
indica que no deben generarse mayores alteraciones
ambientales que las producidas por el petróleo derra-
mado, otra condiciona que el uso de formulaciones
químicas no debe alterar las características y las
propiedades del ecosistema. No obstante que estas
especifcaciones son de observancia obligatoria,
persisten concentraciones altas de HTP en suelos
restaurados en Tabasco (López 2010), e incluso las
propiedades físicas y químicas de Fluvisoles, Verti-
soles y Gleysoles restaurados permanecen alteradas
en detrimento de los procesos ambientales, de la bio-
diversidad y de la fertilidad del suelo (Rivera 2001,
Trujillo-Narcía y Rivera-Cruz 2006, Trujillo-Narcía
et al
. 2006, Dorantes
et al
. 2010, Jiménez
et al
. 2010,
López 2010, López
et al
. 2010, Orozco
et al
. 2010,
Ramírez
et al
. 2010, Salvador 2010, Rivera-Cruz
et
al
. 2011, Trujillo-Narcía
et al
. 2011). El objetivo de
este estudio fue seleccionar propiedades físicas y
químicas del suelo que permitan evaluar la efcacia
de la restauración de un Fluvisol contaminado por
el derrame de petróleo crudo y la recuperación de
su calidad.
MATERIALES Y MÉTODOS
Ubicación general y características ambientales
del sitio
El sitio de estudio se localiza en la ranchería Los
Cedros, municipio de Cunduacán, Tabasco (
Fig. 1
).
El sitio forma parte de la planicie aluvial tabasqueña
frente al Golfo de México. El clima según Köppen
es Amf, con promedio de 2200 mm de precipitación
durante el año y temperatura media anual mayor de
22 ºC. El material geológico es del Cuaternario, el
suelo es de origen palustre y tiene textura fna (INEGI
2001). El terreno estudiado consta de 1.227 ha, 0.85
corresponden al suelo restaurado y 0.377 ha al testigo,
aledaño al este del suelo restaurado.
Emergencia ambiental (derrame de petróleo
crudo)
De acuerdo con el boletín de prensa no. 125
de PEMEX Región Villahermosa, del 26 de junio
de 2006, el derrame de 50 barriles de petróleo del
oleogasoducto de 24 pulgadas de diámetro ocurrió
en el derecho de vía localizado en el km 1+992 de la
batería Oxiacaque a la batería Íride. Esta emergen-
cia ambiental fue restaurada mediante el contrato
425027810 asignado a una empresa privada y con
fecha de terminación el 23 de diciembre de 2006
(PEMEX 2011).
Suelo testigo
El suelo testigo es un Fluvisol éutrico (
Fig. 2a
)
con seis horizontes localizado en las coordenadas 18º
03’ 19.5” latitud norte y 93º 03’ 23.4” longitud oeste.
La textura es migajón en el horizonte superfcial,
cambia a arenosa en la parte intermedia y es limosa
o limo-arcillosa a partir de 71 cm de profundidad.
La estructura es columnar muy fna, fna y mediana
en el primer horizonte, granular fna y muy fna en
horizontes arenosos y columnar mediana en el ho-
rizonte seis (93/97-105 cm de profundidad). No se
encontró agua freática.
Suelo restaurado
El suelo restaurado se localiza en las coorde-
nadas 18º 03’ 20.9” latitud norte y 93º 03’ 20.8”
longitud oeste, tiene rasgos morfológicos diferentes
Estados Unidos
de América
Océano
Pacífico
Golfo
de
México
Coordenadas UTM
zona 15
Y = 1,996,435.000
X = 493,993.000
Superficie = 12,278.857 m
2
México
D.F.
Guatemala
Belice
Tabasco
Fig. 1
. Localización geográfca y política del sitio evaluado
A. Trujillo-Narcía
et al.
364
(
Figs. 2b,
c
) comparado con el suelo testigo, por
efecto del petróleo crudo derramado y también por
la remoción del suelo, por el mezclado mecánico
con maquinaria, por el paso continuo de la maqui-
naria y posiblemente por las sustancias químicas
de la tecnología aplicada. La morfología del suelo
restaurado es heterogénea, la cantidad y el espesor
de las capas es variable; el color de la matriz, la
abundancia y el tamaño de las motas oscuras con
fuerte olor de petróleo. Existen numerosas grietas
y macroagregados en el suelo, se acentúa durante el
periodo de sequía, marzo a junio (
Figs. 2d, 2e
). Se
encontraron enterrados pedazos de plástico negro
(
Fig. 2e
) utilizado como membrana para evitar la
entrada de lixiviados en el suelo durante el trata-
miento del suelo en las presas, grava hasta de cinco
cm de longitud y numerosos pedazos de escombro
de cemento hasta de 30 cm de largo, transportados
junto con el suelo desde el área de tratamiento. Este
material alóctono causa retrasos durante la meca-
nización del terreno. La delimitación de las capas
se realizó por el color de la matriz. El agua freática
con abundante iridiscencia y fuerte olor de petróleo
se localizó a partir de 68 cm de profundidad.
Tecnología de restauración aplicada al suelo
contaminado
La restauración consistió en la aplicación de un
tratamiento físico y químico
ex situ
. Se excavó con
retroexcavadora hasta de 3 m de profundidad, el suelo
se trasladó a presas de tratamiento construidas sobre
la pera del pozo petrolero Oxiacaque 41, localizado
a 1 km al noreste del sitio restaurado. Aunque la
compañía que restauró el sitio no proporcionó las
especifcaciones técnicas de la tecnología aplicada
sí fue dada a conocer por personal que realizó el
trabajo y también por el propietario del terreno. La
tecnología de restauración consistió de seis etapas
secuenciales. Primero, la recuperación por gravedad
del petróleo liberado por el suelo y captado en una
presa de lixiviación. Segundo la adición de surfac-
tantes en el suelo, el surfactante diluido en agua en
proporción de 1:10. Tercero la remoción continua,
con retroexcavadora mecánica, de los montículos
del suelo más surfactante. Cuarto la recuperación
de los lixiviados en una presa. La quinta etapa fue
la recuperación del aceite sobrenadante a través de
separación por densidades, por último la sexta etapa
fue la adición de peróxido de hidrógeno. El suelo tra-
tado fue transportado de regreso al sitio en camiones
de volteo y en góndolas.
Excavación de pozos agrológicos para el estudio
de la morfología del suelo
Se excavaron seis pozos agrológicos, dos en el sue-
lo testigo, dos en el restaurado 1 y dos en el restaurado
2. La excavación del suelo se realizó hasta 1.2 m de
profundidad porque a partir de 1.4 m se encuentran
siete ductos que transportan gas, petróleo o nitrógeno.
La superfcie de 0.85 ha del suelo restaurado se dividió
en dos partes, el restaurado 1 (
Fig. 2b
) es un suelo
que limita severamente la diversidad y el crecimiento
vegetal, sólo crece una especie no cultivada de pasto
(
Cynodon
sp), la biomasa vegetal seca varió de 0.0
a 17.9 g/m
2
. La primera capa tiene 10 cm o menor
espesor y la segunda hasta 120 cm. El suelo restaura-
a)
b)
c)
d)
e)
Fig. 2.
Características morfológicas del suelo a) testigo, b) restaurado 1, c) restaurado 2, d) macroagregado en suelo restaurado y
e) pedazos de plástico negro enterrados en suelo restaurado (Fotografías: A. Trujillo-Narcía)
RESTAURACIÓN DE UN FLUVISOL CONTAMINADO CON PETRÓLEO CRUDO
365
do 2 tiene la primera capa hasta de 47 cm de espesor
(
Fig. 2c
), el crecimiento vegetal es menos afectado
y existe mayor diversidad de especímenes vegeta-
les de ciperáceas (
Cyperus
spp), poáceas (
Cynodon
spp,
Echinochloa
sp,
Paspalum
spp y
Setaria
sp),
convolvuláceas (
Ipomoea
sp y
Jacquemontania
sp),
leguminosas (
Alysicarpus
sp,
Cassia
sp,
Crotalaria
sp,
Desmodium
sp y
Mimosa
spp) y malváceas (
Malachra
sp) (Jiménez
et al
. 2011, Trujillo-Narcía
et al
. 2011).
La biomasa vegetal seca del suelo testigo fuctuó de
778 a 1293.13 g/m
2
. En ninguno de los dos suelos
restaurados se encontró fauna del suelo, sólo pocas
conchas de caracoles muertos; en cambio en el suelo
testigo la abundancia y diversidad incluyó anélidos,
nemátodos, arácnidos, ácaros, moluscos, diplópodos,
quilópodos, isópodos, colémbolos, dipluros, coleóp-
teros, himenópteros, dictiópteros, hemípteras, larvas y
huevos de insectos y cocones de anélidos. Los grupos
más abundantes fueron himenópteros, dictiópteros e
isópodos. La microfora del suelo restaurado tiene
densidad máxima de 10
3
UFC de bacterias totales por
gramo de suelo y el testigo hasta 10
7
UFC.
Colecta, preparación de muestras y análisis físico
y químico del suelo
El estudio de las propiedades físicas y químicas
del suelo se realizó en muestras de los suelos testigo,
restaurado 1 y restaurado 2. Se colectaron de cada
suelo cuatro muestras simples de la profundidad 0-15
cm e igual cantidad de la profundidad 15-30 cm. El
total de muestras analizadas fue 12 de la primera
profundidad y 12 de la segunda, siendo un total de
24. Las muestras se secaron bajo sombra a tempera-
tura ambiente, se molieron con mazo de madera y se
tamizaron en mallas de 0.5 y 2 mm de abertura. Los
análisis físicos y químicos se realizaron de acuerdo
con las rutinas especiFcadas en el NOM-021-REC
-
NAT-2000 (DO± 2002) y otras rutinas especiFcadas
en la
cuadro I
. Se realizaron 18 análisis físicos y quí-
micos de cada muestra de suelo y cuatro repeticiones
de cada variable indicada en el
cuadro I
. El estudio
morfológico del suelo se hizo de cada horizonte y de
cada capa (Cuanalo 1990). Estas variables no están
incluidas en la NOM-138-SEMARNAT/SA1-2008.
Colecta, identifcación y análisis de muestras para
petróleo
Las muestras para el análisis de HTP se colecta-
ron de acuerdo con las indicaciones establecidas en
la NOM-138-SEMARNAT/SA1-2008 (DOF 2010).
La muestra se introdujo en frasco nuevo de vidrio,
lavado con hexano grado analítico, con tapa hermética
de tefón, se mantuvo a 4 ºC tanto en campo como
en laboratorio. Se tomaron muestras duplicadas y se
identiFcaron con etiquetas, en cada una se anotaron
el nombre, fecha de muestreo, sitio y profundidad de
muestreo. La extracción de los HTP se efectuó durante
ocho horas de refujo con CH
2
Cl
2
(Merck para análisis)
CUADRO I.
RELACIÓN DE VARIABLES EVALUADAS, DEFINICIÓN Y TÉCNICAS APLICADAS
Propiedades
DeFnición
Técnica
Textura (%)
Estructura del suelo
Resistencia a penetración (Mpa)
• Tasa de inFltración (cm/h)
Densidad aparente (g/mL)
Retención de agua (%)
Humedad cap. campo (%)
Color del suelo
pH
Materia orgánica (%)
Nitrógeno (%)
Fósforo (mg/kg)
Potasio (Cmol (+)/kg)
Calcio (Cmol(+)/kg)
Magnesio (Cmol(+)/kg)
Sodio (Cmol(+)/kg)
CIC (Cmol(+)/kg)
Hidrocarburos totales del
petróleo (mg/kg base seca)
Proporción limo, arcilla y arena
Forma y tamaño de agregados
Dureza o resistencia a la penetración del
suelo
Velocidad constante de entrada del agua en
el suelo
Relación masa/volumen
Capacidad de retención de agua en el suelo
Contenido de humedad del suelo
Color del suelo
Cantidad de iones H
+
y OH
en la solución
del suelo
Residuos vegetales y animales, vivos o
muertos
Nitrógeno total
Fósforo aprovechable
Potasio intercambiable
Calcio intercambiable
Magnesio intercambiable
Sodio intercambiable
Capacidad de intercambio catiónico
Petróleo total presente en el suelo
Sedimentación Bouyoucus (DOF 2002)
Forma y tamaño (Cuanalo 1990)
Penetrómetro (Bradford 1986)
• Cilindros inFltrómetros (Bower 1986)
• ParaFna (DO±
2002)
Recipiente con salida regulada de agua
Gravimetría (DOF 2002)
Tabla colores Munsell
Potenciometría (DOF 2002)
Dicromato de potasio (DOF 2002)
Micro-Kjeldhal (DOF 2002)
Olsen (DOF 2002)
Acetato de amonio (DOF 2002)
Acetato de amonio (DOF 2002)
Acetato de amonio (DOF 2002)
Acetato de amonio (DOF 2002)
Acetato de amonio (DOF 2002)
• Gravimetría (EPA 418.1 modiFcado;
EPA 1986)
A. Trujillo-Narcía
et al.
366
en equipo soxhlet (EPA 1986). La cuantifcación se
realizó por gravimetría, se utilizó una balanza analítica
con precisión de 0.001 g. Cada 10 muestras se utilizó
un patrón interno con 150 000 mg/kg de HTP, la re-
cuperación varió de 89 a 97 %. Igualmente se utilizó
una muestra blanco (arena lavada).
Interpretación de contenidos de petróleo y de las
propiedades del suelo
La interpretación de los resultados de los aná-
lisis físicos y químicos del suelo fue mediante
comparación con los valores especifcados en la
NOM-021-RECNAT-2000 (DOF 2002). Las varia-
bles físicas no incluidas en esta norma mexicana,
enlistadas en el
cuadro I
, se interpretaron tomando
como referencia los valores del suelo testigo. La in-
terpretación de los contenidos de petróleo del suelo
restaurado se realizó mediante comparación con los
resultados del suelo testigo. Se aplicó análisis de
correlación y la prueba de comparación de medias
(Tukey, p<0.01) con el procedimiento PROC GLM,
SAS versión 9.1.3 (SAS 2005).
RESULTADOS
Concentración de hidrocarburos totales del
petróleo en el suelo
La capa superfcial (0-15 cm) del suelo restaurado
tiene olor de petróleo, las cantidades de HTP varia-
ron de 21 699 a 22 800 mg/kg base seca y en la capa
subyacente (15-30 cm) fueron 26 596 a 29 874 mg
(
Cuadro II
). En los suelos restaurados 1 y 2 existen
gradientes de cantidades de petróleo que aumentan
con la profundidad. La menor intensidad de olor de
petróleo y la menor cantidad en la capa superfcial
puede estar relacionado con la atenuación natural
por procesos físicos, químicos o biológicos, aunque
no se descarta que sea una capa menos contaminada
de origen. Otro factor que puede estar repercutien-
do en la disminución del petróleo es la remoción
del suelo, aireación y oxigenación producida por la
mecanización del terreno con barbecho y rastreo con
tractor para la siembra de cultivos como maíz, melón
y pepino. La presencia de manchas oscuras en las
capas subyacentes (
Figs. 2b, 2c
) contienen mayores
cantidades de HTP hasta 60 000 mg/kg de HTP.
Características físicas del suelo
El color de la matriz del suelo testigo (
Fig. 2a
)
es pardo grisáceo muy oscuro (10YR3/2) en el
horizonte superfcial (0-10/13 cm) originado por la
acumulación de MO, en los horizontes subyacentes
aumenta la intensidad del color a 3/8 respecto al
superfcial, debido a la mayor cantidad de arena y
al proceso de lavado vertical por el paso del agua,
aunque nuevamente disminuye cuatro unidades la
intensidad al pasar de 3/8 a 3/4, aparentemente por
los procesos de reducción existentes en el horizonte
más profundo (93/97-105 cm). En el suelo restaura-
do la matriz dominante es menos oscura (10YR3/3,
pardo oscuro) (
Figs. 2b, c
) que la matriz del suelo
testigo, posiblemente por la remoción y mezclado
del suelo extraído desde tres metros de profundidad,
aunque puede ser oscuro por la presencia de hasta
60 000 mg/kg de petróleo. En cuanto a las motas y
vetas del suelo testigo variaron de gris muy oscuro
(10YR3/1) por la presencia de materia orgánica en
los horizontes 1 (0-10/13 cm) y 2 (10/13-15/23 cm)
a pardo amarillento (10YR5/4) en el horizonte 1. El
color de las motas del suelo restaurado es contrastante
con las del suelo testigo ya que aumentaron tanto el
brillo como la intensidad en el intervalo de pardo
amarillento (10YR5/8), amarillo (10YR7/8) a rojo
claro (2.5Y6/6), lo cual parece ser que se relaciona
con el material alóctono sólido de hasta 4 cm de
ancho con óxidos de Fe. Según comunicación verbal
del propietario del terreno restaurado, este material
alóctono procede de un suelo localizado a 600 m al
noreste del sitio restaurado, donde maquinaria de la
CUADRO II.
PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS SUELOS TESTIGO Y RESTAURADOS
Suelo
Prof.
(cm)
HTP
(mg/kg bs)
Resistencia
(Mpa)
Dap
(g/cm
3
)
Humedad cap.
campo (%)
Retención
agua (%)
Ib
(cm/h)
Arcilla
(%)
Limo
(%)
Arena
(%)
Rest. 1
0-15
22 800a±2 704*
7.7a±1.32
1.94ba±0.09
12.7b±2.0
76.97b±3.71
0.1b±0.0
41.7a±5.1
32.8b±6.3 25.5a±6.6
Rest. 1
15-30
26 591a±4 940
8.2a±1.02
1.93ba±0.04
12.8b±2.2
77.68b±4.14
39ba±6.7
34.7b±4.3 26.3a±8.5
Rest. 2
0-15
21 691a±3 9037
7.2a±1.21
1.86b±0.06
12.5b±2.4
77.28b±2.82
0.1b±0.0
41.7a±7.4
35b±4.4
23.8a±4.9
Rest. 2
15-30
29 871a±7 716
8.0a±1.14
2.1a±0.09
13.5b±2.3
78.04b±5.23
42.5a±8.2
36.5b±5.9 24.8a±3.5
Testigo 1
0-15
1 091b±392
1.3b±0.2
1.15c±0.07
29.7a±2.5
98.76a±1.26 8.33a±0.79
27b±4.2
49.6a±2.4 23.5a±2.1
Testigo 1 15-30
947b±306
1.2b±0.11
1.15c±0.09
29.7a±2.5
97.1a±1.33
27.5b±3.1
49.3a±0.5 23.3a±3.2
Rest.= Restaurado
* n=4
RESTAURACIÓN DE UN FLUVISOL CONTAMINADO CON PETRÓLEO CRUDO
367
compañía restauradora excavó el suelo para formar un
jagüey para uso en ganadería bovina (estanque para
agua). La razón de la excavación es disponer de suelo
limpio para mezclarlo con el suelo contaminado o res-
taurado, de modo que la mezcla suelo-suelo reduce la
cantidad de petróleo en el suelo en un tiempo corto. El
suelo restaurado tiene motas oscuras hasta de 17 cm de
ancho, de colores gris (5YR4/1) y negro (7.5YR3/0),
ocupan del 10 al 25 % del área de la capa (
Figs. 2b, 2c
),
al fragmentar el terrón libera fuerte olor de petróleo.
La resistencia a la penetración del suelo tiene dife-
rencias entre los dos suelos restaurados con relación
al suelo testigo (
Cuadro II
). El suelo testigo tiene
un máximo de 1.3 Mpa de resistencia pero los suelos
restaurados registraron hasta 7.2 en la capa superfcial
de 0-15 cm y aumentó a 8.2 Mpa en la capa subya-
cente del suelo restaurado 1, donde el crecimiento
vegetal y la diversidad fueron menores comparado
con el suelo testigo (información no incluida en el
presente documento).
En el suelo restaurado la densidad aparente (Dap)
aumentó 81 % y la infltración básica (Ib) disminuyó
83.3 veces (
Cuadro II
), posiblemente por la com-
pactación causada por el paso continuo de camiones
cargados hasta con 30 t de suelo restaurado por viaje
más 20 t de peso de la unidad; por el paso continuo
de motoconformadoras y retroexcavadoras durante la
distribución del suelo restaurado en el sitio afectado.
La mayor Dap fue 2.1 g/mL en la profundidad 15-30
cm del suelo restaurado 2 y la Ib cambió de 8.33 a
0.1 cm/h. La correlación fue inversamente propor-
cional (
Fig. 3
) entre la Ib y la Dap (r
2
= 0.965) y
también entre los contenidos de petróleo respecto
a la Ib (r
2
= 0.937). La humedad a capacidad de
campo mostró diFerencias estadísticas signifcati
-
vas, se caracterizó porque disminuyó hasta 138 %
la retención de humedad del suelo restaurado con
respecto al suelo testigo (
Cuadro II
). En pruebas
de retención de agua realizadas en laboratorio con
muestras de suelo molido y tamizado (suelo altera-
do) se identifcó que el suelo restaurado retiene 28
% menos agua que el suelo testigo. La correlación
entre ambas variables fue igualmente negativa (r
2
=
0.84) (
Fig. 3
).
La textura del suelo también registró cambios sus-
tanciales en las proporciones de arcilla y limo pero no
en la fracción arena (
Cuadro II
). La textura del suelo
testigo es franco y franco-arcillosa y la del suelo res-
taurado cambió a arcillosa debido al incremento de la
arcilla de 27 a 42 %, y en consecuencia la disminución
de la proporción de limo de 49 a 32 %. El aumento
de la cantidad de arcilla puede estar asociado con la
inversión de las partes profundas del suelo restaurado,
hasta tres metros de profundidad y la revoltura mecá-
nica de posibles horizontes arcillosos subyacentes con
el limo de los horizontes superfciales del suelo. Sin
embargo, la presencia de minerales secundarios de
óxidos de Fe evidencia que no corresponde al suelo
de origen aluvial típico de un Fluvisol de la región.
Este suelo alóctono se asocia con los rasgos morfo-
Fig. 3
. Correlaciones entre retención de agua, densidad aparente, infltración básica y concentración de
hidrocarburos totales del petróleo en los suelos testigo (T) y restaurado (R) (n=4)
100
80
60
40
20
0
0
0.5
Densidad aparente (g/cm
–3
)
Retención agua (%)
12
R
2
= 0.840
T
R
1.5
10
8
6
4
2
0
0
0.5
Densidad aparente (g/cm
–3
)
Infiltración básica (cm/h)
12
R
2
= 0.965
T
R
1.5
10
8
6
4
2
0
01
0000
Infiltración básica (cm/h)
30000
R
2
= 0.937
T
R
20000
100
80
60
40
20
0
0
10000
Hidrocarburos totales del petróleo (mg/kg base seca)
Hidrocarburos totales del petróleo (mg/kg base seca)
Retención agua (%)
20000
40000
R
2
= 0.775
T
R
30000
A. Trujillo-Narcía
et al.
368
lógicos y de color típicos de Acrisoles o Luvisoles
localizados a 600 m al noreste del sitio restaurado. La
estructura del Fluvisol testigo es columnar muy fna,
fna y mediana en el primer horizonte, granular fna y
muy fna en horizontes arenosos y columnas medianas
en el horizonte seis (93/97-105 cm de profundidad).
La estructura del suelo restaurado ±ue modifcada, la
más frecuente es columnar muy grande, asimismo se
encuentran macroagregados fácilmente separables de
hasta 70 cm de altura (
Figs. 2d, 2e
). La presencia de
numerosas grietas, originadas por el efecto de la textu-
ra arcillosa (39 a 42.5 %) y magnifcadas posiblemente
por el efecto aglutinante e hidrófobo del petróleo,
puede ser la causa de la formación de macroagregados
que se separan fácilmente como si fuesen corteza seca
de árboles muertos. Entre las grietas de los agregados
grandes es donde ocurren daños por rompimiento de
las raíces, y el ²ujo del agua pasa a las capas subya
-
centes del suelo, de modo que la retención del agua
en el espacio poroso es alterada. Se encontró también
estructura laminar grande y muy grande.
Características químicas del suelo
El pH del suelo registró cambios (
Cuadro III
) por
efecto de la presencia de petróleo o por la aplicación
de los procesos de restauración del suelo mediante
tecnología física y química. En el suelo testigo el
pH es neutro y en el restaurado es medianamente
alcalino. La CE en el suelo restaurado se incrementó
hasta tres veces posiblemente por la in²uencia del
petróleo y de las sustancias aplicadas en la restaura-
ción pero no origina efectos dañinos en la planta. La
cantidad de MO en el suelo restaurado disminuyó en
la capa superfcial hasta cuatro veces al cambiar de
4.1 a 1.05 %, (
Cuadro III
), este cambio se relaciona
con el efecto de fragmentación mecánica durante la
remoción del suelo y por la aplicación de sustancias
químicas oxidantes propias de la tecnología aplica-
da, clasifcándose la MO de clase alta a baja (DOF
2002). Los contenidos de las bases intercambiables
disminuyeron en el suelo restaurado, el K se redujo
4.5 veces respecto al suelo testigo, fue muy baja en
el suelo restaurado y en el testigo fue media en el
horizonte subyacente y alta en el superfcial. Con
respecto al Ca intercambiable, aunque fue 0.6 veces
menor en el suelo restaurado, los dos suelos quedan
clasifcados con contenidos altos (DOF 2002). El Mg
tiene contenido alto en el primer horizonte del suelo
testigo y cantidades medias en los demás suelos. La
CIC tiene clase alta en la primer capa del suelo tes-
tigo y clase baja en el suelo restaurado. El N total en
el suelo testigo muestra cantidades altas en la capa
superfcial, medias en la subyacente y disminuye a
muy bajo y bajo en el restaurado.
DISCUSIÓN
Concentración de hidrocarburos totales del pe-
tróleo en el suelo
En muestras de los suelo restaurados 1 y 2 los
resultados de 21699 a 29871 mg kg
-1
de HTP en
base seca coinciden con el color oscuro y el olor de
petróleo al momento del muestreo y en particular al
fraccionar los terrones. No obstante que es un suelo
CUADRO III.
PROPIEDADES QUÍMICAS DE LOS SUELOS TESTIGO Y RESTAURADOS
Suelo
Prof.
(cm)
HTP
(mg/kg bs)
pH
(1:2, H
2
O)
CE
(dS/m)
MO
(%)
Ca (cmol
(+)/kg)
Mg (cmol
(+)/kg)
Rest.*1
0-15
22.800a±2.704**
8.28a±0.12
0.36a±0.06
1.05b±0.16
19.25b±2.77
2.76b±0.29
Rest.1
15-30
26.591a±4.940
8.23ba±0.22
0.35a±0.07
1.09b±0.15
19.5b±3.27
2.36b±0.36
Rest. 2
0-15
21.691a±3.9037
8.25a±0.12
0.37a±0.05
1.16b±0.2
20.65b±2.80
2.57b±0.43
Rest. 2
15-30
29.871a±7.716
8.33a±0.15
0.38a±0.05
1.06b±0.14
19.73b±2.22
2.69b±0.3
Testigo 1
0-15
1091b±392
7.04bc±0.14
0.12b±0.01
4.10a±0.24
31.48a±4.82
3.63a±0.44
Testigo 1
15-30
947b±306
7.03c±0.3
0.12b±0.01
1.07b±0.15
31.25a±3.33
2.77b±0.38
Suelo
Prof.
(cm)
HTP
(mg/kg bs)
Na (cmol
(+)/kg)
CIC (cmol
(+)/kg)
N Total
(%)
P-Olsen
(mg/kg)
K (cmol
(+)/kg)
Rest. 1
0-15
22 800a±2 704**
0.89a±0.14
10.73b±1.35
0.045c±0.013
9.6cb±1.19
0.18c±0.025
Rest.1
15-30
26 591a±4 940
1.02a±0.21
11.15b±0.78
0.058c±0.012
8.93cb±1.5
0.16c±0.022
Rest. 2
0-15
21 691a±3 903
1.06a±0.18
11.18b±1.32
0.067c±0.009
7.28c±1.57
0.17c±0.014
Rest. 2
15-30
29 871a±7 716
1.02a±0.17
10.85b±1.19
0.067c±0.012
8.33cb±0.87
0.15c±0.022
Testigo 1
0-15
1091b±392
0.21b±0.04
26.8a±2.52
0.202a±0.022
31.22a±2.99
0.68a±0.098
Testigo 1
15-30
947b±306
0.20b±0.03
13.33b±2.22
0.125b±0.021
11.98b±1.56
0.43b±0.08
*Restaurado
**n = 4
RESTAURACIÓN DE UN FLUVISOL CONTAMINADO CON PETRÓLEO CRUDO
369
restaurado para la autoridad ambiental mexicana
porque cumple los límites máximos permisibles
de las cinco fracciones del petróleo indicadas en la
NOM-138-SEMARNAT/SA1-2008 (DOF 2010),
existen niveles altos de petróleo. Otros resultados re-
cientes también muestran que Gleysoles restaurados
aledaños a instalaciones petroleras aún conservan de
25 000 a 96 000 mg/kg de HTP en el suelo (Rivera-
Cruz
et al
. 2011), que es infuenciado por las inunda
-
ciones y que redistribuyen el petróleo removido por
el agua. La restauración debería eliminar el petróleo
en el suelo pero aún existen concentraciones altas
que originan daños en plantas y en la fauna del suelo.
Características físicas del suelo
El matiz del color en húmedo de las matrices
del suelo testigo y del restaurado es el mismo, son
diferentes el brillo y la intensidad. La matriz del
suelo restaurado varía de pardo grisáceo muy oscuro
(10YR3/2) en la capa superFcial a pardo amarillento
oscuro (10YR3/6) en la segunda capa. El color en
húmedo de la matriz del suelo restaurado es pardo
oscuro (10YR3/3). Este suelo libera fuerte olor a
petróleo por lo que se considera que existe asocia-
ción entre cantidad de petróleo con el color ya que se
extrajo hasta 60 000 mg/kg de HTP. En otros trabajos
ya se han reportado cambios en el color de diversos
grupos de suelos (Rivera-Cruz 2004, Dorantes 2008).
La mayor resistencia mecánica a la penetración se
midió en ambas capas de los dos suelos restaurados,
que variaron de 7.2 a 8.2 Mpa, originados por el trá-
Fco ±recuente de camiones con góndolas de 50 t de
peso aplicados al suelo a través de un área máxima
de las llantas de 2250 cm
2
, dando una presión/resis-
tencia de 22.2 kg/cm
2
(
Cuadro II
). El paso continuo
de retroexcavadoras de 22 t y motoconformadoras
de 15 t, para la distribución de los montículos de
suelo restaurado, también contribuyó al incremento
de la resistencia mecánica. Estos resultados coinci-
den con reportes de mecanización que originan la
compactación del suelo agrícola (Sustaita-Rivera
et
al
. 2000, Aruani y Behmer 2004) y que aumenta la
Dap (Gerster y Bacigaluppo 2006). Otro factor que
origina mayor resistencia mecánica es la textura
arcillosa, que en este caso varió de 27 % del suelo
testigo a 42.5 % en el suelo restaurado. Aunque se
mecanizó el suelo restaurado con maquinaria agrí-
cola, al Fnal del ciclo se encontró nuevamente la
dureza, posiblemente por la propiedad de agregación
por petróleo, que une partículas pequeñas como las
arcillas (Martínez y López 2001) y disminuye el es-
pacio poroso y las grietas entre macroagregados. En
particular ocurren cambios en la forma y continuidad
de los poros, disminuye el tamaño y la cantidad de los
macroporos (Blanco-Sepúlveda 2009), posiblemente
se destruyen los poros de origen biológico (raíces) y
los poros redondeados cambian a poros irregulares
(Sustaita-Rivera
et al
. 2000, González-Barrios
et al
.
2011). Este incremento de la resistencia mecánica
puede también estar asociado con el proceso de la
recompactación atribuido al efecto de la precipitación
pluvial y a la inestabilidad de la estructura (Wiere-
man
et al
. 2000). Valores de 3 Mpa constituyen un
impedimento mecánico para la elongación de la raíz
de la planta (Materechera
et al
. 1992, Vogel 1992,
de León
et al
. 1998).
El análisis de las medias de tratamientos de la Dap
mostró di±erencias estadísticas (p<0.01), ±ue mayor
en el suelo restaurado que en el suelo testigo (
Cuadro
II
). No obstante que el suelo restaurado fue mecani-
zado con tractor para la siembra de cultivo de maíz
seis meses antes del muestreo, se encontraron valores
altos de Dap, que fue mayor en la capa subyacente
donde no penetró el disco del implemento agrícola.
Se ha reportado que el aumento de mecanización de
las áreas agrícolas provoca compactación del suelo
(Soane
et al
. 1981, Aruani y Behmer 2004, Gerster y
Bacigaluppo 2006), igualmente los suelos con textura
Fna son más propensos a la compactación ±rente a
los de textura gruesa.
La humedad a capacidad de campo mostró dife-
rencias estadísticas signiFcativas (
Cuadro II
), se
caracterizó porque disminuyó hasta 138 % en el suelo
restaurado con respecto al suelo testigo. El suelo res-
taurado retuvo 28 % menos agua que el suelo testigo.
El suelo compactado tiene menor espacio poroso y
en consecuencia se reduce el fujo del agua dentro
de él (Wolkowski 1990, Yoshikawa
et al
. 2006).
Además del efecto directo de la compactación en la
acumulación de la humedad en el suelo, puede ser
reducida también por el efecto hidrófobo del petróleo
(Dorantes
et al
. 2010) y la repelencia al agua puede
ser severa cuando el suelo tiene poca humedad (Li
et al
. 1997).
La Ib mostró di±erencias estadísticas signiFca
-
tivas (
Cuadro II
) y correlación negativa altamente
signiFcativa con la resistencia mecánica (Dap), con
la proporción de arcilla, con Na y con HTP (
Cuadro
IV
). Esto posiblemente por la ausencia de espacio
poroso ya que la Dap tiene valores hasta de 2.1 g/
cm
3
en suelo restaurado y resistencia a la penetra-
ción de 8.2 Mpa (
Cuadro II
), también por el menor
espacio poroso y por la hidrofobicidad del petróleo.
La Ib se relacionó positivamente con la MO y con
la proporción de limo. La Ib es alterada por la meca-
nización con maquinaria agrícola debido a la com-
A. Trujillo-Narcía
et al.
370
pactación del suelo que disminuye la porosidad
(Martínez-Trinidad
et al
. 2008). La mecanización
frecuente puede originar compactación a mayor
profundidad del suelo y afecta su sustentabilidad
(Gerster 2008).
El aumento de la resistencia a la penetración
y la Dap, posiblemente inhibieron la entrada
del agua en el espacio poroso del suelo y el
consiguiente transporte de los nutrimentos. La
compactación es algo más que la reducción de
la porosidad, puede provocar la alteración de la
circulación del agua dentro del suelo (Cerana
et al
. 2006), disminución del almacenamiento
y retención del agua (Radford
et al
. 2001, Yo-
shikawa
et al
. 2006), aumento del arrastre de
suelo superfcial porque la infltración es baja,
limitación del crecimiento de la raíz y en conse-
cuencia disminuye la absorción de nutrimentos
(Yoshikawa
et al
. 2006).
La granulometría del suelo Fue modifcada
y se identificaron diferencias significativas
entre las proporciones de arcilla y limo pero no
de arena (
Cuadro II
) entre los suelos testigo
y restaurado. Estas diferencias sugieren la in-
corporación en el suelo restaurado de material
alóctono, identificado por colores rojizos y
amarillentos típicos de Acrisoles y Luvisoles
(López 2010), o de capas subyacentes extraídas
a más de 1.2 m de profundidad del mismo suelo
restaurado. Igualmente estudios en el mismo
suelo encontraron variaciones que representan
indicios de modifcación de la textura original
(Salvador 2010). Resultados de incrementos de
cantidades de arcilla y de arena fueron encon-
trados en suelos tropicales contaminados con
petróleo respecto al suelo testigo (Gutiérrez y
Zavala 2001) y también en suelos restaurados se
encontró incremento de la proporción de arcilla
(Salvador 2010).
La arcilla mostró correlación positiva muy
signifcativa con la Dap y la resistencia mecánica
a la penetración pero fue negativa con la retención
de humedad, humedad a capacidad de campo y
con la Ib (
Cuadro IV
). En cuanto a la correlación
de la cantidad de limo Fue muy signifcativa con
retención de humedad, humedad a capacidad de
campo y con Ib pero fue negativa la correlación
del limo con Dap, con la arcilla y con la resisten-
cia a la penetración.
Propiedades químicas del suelo
Las propiedades químicas del suelo fueron
modifcadas por eFecto de la restauración, las
CUADRO IV.
VALORES DE CORRELACIÓN ENTRE LAS PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DEL SUELO CON PETRÓLEO CRUDO
N
P
K
Ca
Mg
Na
MO
CIC
CE
pH
Dap
Reten
HCC
Ib
Resist
Arci
Limo
Aren
HTP –0.791
**
–0.667
**
–0.848
**
–0.832
**
–0.425
*
0.898
**
–0.588
**
–0.676
**
0.874
**
0.750
**
0.935
**
–0.881
**
–0.914
**
–0.926
**
0.928
**
0.730
**
–0.815
**
0.187
N
0.884
**
0.929
**
0.748
**
0.663
**
–0.785
**
0.847
**
0.878
**
–0.783
**
–0.678
**
–0.855
**
0.876
**
0.827
**
0.876
**
–0.817
**
–0.632
**
0.750
**
–0.202
P
0.881
**
0.658
**
0.710
**
–0.702
**
0.953
**
0.955
**
–0.679
**
–0.542
**
–0.698
**
0.717
**
0.715
**
0.728
**
–0.672
**
–0.556
**
0.646
**
–0.182
K
0.783
**
0.716
**
–0.846
**
0.847
**
0.917
**
–0.846
**
–0.732
**
–0.879
**
0.876
**
0.873
**
0.892
**
–0.854
**
–0.747
**
0.772
**
–0.064
Ca
0.443
*
–0.786
**
0.565
**
0.622
**
–0.859
**
–0.744
**
–0.848
**
0.904
**
0.911
**
0.869
**
–0.899
**
–0.693
**
0.750
**
–0.080
Mg
–0.500
*
0.692
**
0.687
**
–0.558
**
–0.401
–0.528
**
0.524
**
0.516
**
0.522
**
–0.525
**
–0.442
*
0.458
*
–0.085
Na
–0.566
**
–0.662
**
0.921
**
0.806
**
0.911
**
–0.861
**
–0.914
**
–0.933
**
0.892
**
0.728
**
–0.841
**
0.201
MO
0.961
**
–0.568
**
–0.433
*
–0.599
**
0.625
**
0.601
**
0.612
**
–0.581
**
–0.521
**
0.546
**
–0.058
CIC
–0.646
**
–0.520
**
–0.697
**
0.703
**
0.694
**
0.715
**
–0.675
**
–0.594
**
0.612
**
–0.073
CE
0.864
**
0.930
**
–0.870
**
–0.948
**
–0.936
**
0.884
**
0.822
**
–0.815
**
0.050
pH
0.832
**
–0.775
**
–0.804
**
–0.829
**
0.734
**
0.701
**
–0.727
**
0.160
Dap
–0.917
**
–0.923
**
–0.968
**
0.948
**
0.751
**
–0.815
**
0.185
Reten
0.921
**
0.951
**
–0.944
**
–0.660
**
0.787
**
–0.181
HCC
0.970
**
–0.924
**
–0.807
**
0.842
**
–0.088
Ib
–0.948
**
–0.762
**
0.848
**
–0.177
Resist
0.734
**
–0.842
**
0.181
Arci
–0.769
**
–0.297
Limo
–0.319
* La correlación es signifcativa al nivel de p = 0.05
** La correlación es signifcativa al nivel de p = 0.01
RESTAURACIÓN DE UN FLUVISOL CONTAMINADO CON PETRÓLEO CRUDO
371
medias tuvieron diferencias estadísticas signiFcativas
(
Cuadro III
) y se identiFcaron correlaciones positivas
y negativas entre medias de las propiedades estudiadas
(
Fig. 3
,
Cuadro IV
). Se identiFcó que las 10 propie
-
dades químicas evaluadas fueron modiFcadas por el
efecto de las sustancias aplicadas para el tratamiento
físico y químico de la descontaminación del suelo o
por la remoción continua del suelo con maquinaria. La
fertilidad del suelo restaurado disminuyó por el efecto
directo del petróleo.
La correlación entre la cantidad de HTP fue ne-
gativa con los contenidos de N, P, K, Ca, Mg, MO
y CIC pero fue positiva con los valores de Na, CE
y con el pH (
Cuadro IV
). La disminución de los
elementos mayores y menores y de la MO puede
estar asociada con la destrucción de los residuos
vegetales y animales durante la remoción constante
del suelo en la presa de tratamiento durante la des-
contaminación o incluso la materia orgánica que
se forma no se acumula en el suelo porque el agua
no penetra en el espacio poroso del suelo, por ello
las cantidades disminuyeron hasta cuatro veces en
el suelo restaurado. Esto se aFrma porque se iden
-
tiFcaron correlaciones positivas muy signiFcativas
entre N, P, K, Ca, Mg, MO y CIC, variables que
se encuentran estrechamente relacionadas porque
proceden del mismo sustrato orgánico acumulado
en el suelo. Aumentaron también hasta cuatro veces
en el suelo restaurado los valores del pH, la CE y
el Na, posiblemente por el efecto de las sustancias
químicas desengrasantes aplicadas o por el agua
congénita rica en sales asociada con el petróleo
crudo desde el yacimiento.
En los suelos restaurados los niveles de MO,
de P y K disminuyeron cerca de tres veces, por el
contrario, se incrementó dos veces la CE y cuatro
el Na, originando el cambio de pH neutro a me-
dianamente alcalino (DOF 2002). Resultados de
investigaciones muestran que la fertilidad del suelo
disminuye cuando se aplican tecnologías físicas y
químicas para la restauración de suelos contamina-
dos con petróleo crudo (Trujillo-Narcía
et al
. 2006,
Salvador 2010).
CONCLUSIONES
Los resultados del presente trabajo indican que la
fuga de petróleo crudo del oleoducto originó la con-
taminación del suelo y la tecnología de restauración
modiFcó las propiedades físicas y químicas del suelo,
posiblemente por el efecto de las sustancias químicas
adicionadas, por el paso continuo de la maquinaria
pesada utilizada para el transporte del suelo y por
la resistencia del petróleo crudo. Las propiedades
físicas y químicas del suelo restaurado son de me-
nor calidad. De acuerdo con los valores de la norma
mexicana NOM-021-RECNAT-2000, la fertilidad del
suelo restaurado disminuyó, igualmente los servicios
ambientales de hábitat, refugio para la fauna y para
la recarga y acumulación de agua. El conocimiento
actual de la baja calidad del suelo restaurado debe
ser considerado para futuras obras de restauración de
suelos contaminados con petróleo crudo.
RECOMENDACIONES
De acuerdo con los resultados de este estudio
se recomienda: a) evitar la descontaminación del
suelo a través de la adición de suelo limpio porque
se incrementa la proporción de arcilla. Esto favorece
el aumento de la densidad aparente y la resistencia a
la penetración debido al paso de maquinaria pesada;
b) aplicar un programa de mecanización agrícola
para evitar la compactación del suelo por el tráFco
de los vehículos pesados que trasportan y que dis-
tribuyen el suelo restaurado; c) incluir en la NOM-
138-SEMARNAT/SA1-2008 o en una nueva NOM,
las propiedades del suelo utilizadas en este estudio.
AGRADECIMIENTOS
El primer autor agradece el Fnanciamiento de ±on
-
dos Mixtos CONACyT-Gobierno del Estado de Ta-
basco a través del proyecto TAB-2009-C18-122174.
Igualmente agradece el Fnanciamiento del ±idei
-
comiso Revocable de Administración e Inversión
No.167304 para el establecimiento y operación de los
fondos para la investigación y desarrollo tecnológico
del Colegio de Postgraduados, Convocatorias 2009
y 2010. Al Sr. Rubén Sánchez Torres y a su esposa
Leticia García Tiquet, por todas las facilidades para
la realización del estudio en sus terrenos. Al M. en C.
Rodrigo Dorantes Avelino y al M.I.P.A. Juan Carlos
Salvador Chablé por su ayuda durante el trabajo de
campo. Se reconocen y agradecen los valiosos co-
mentarios de los dos revisores anónimos.
REFERENCIAS
Aruani M.C. y Behmer S. (2004). Efecto de la granu-
lometría y la compactación del suelo sobre la distribu-
ción de raíces del manzano. RIA 33, 43-54.
A. Trujillo-Narcía
et al.
372
Beltrán J.E. (1985).
Petróleo y desarrollo
. 1a. ed. Centro
de Estudios e Investigación del Sureste. Villahermosa,
Tab. 346 p.
Blanco-Sepúlveda R. (2009). La relación entre la densidad
aparente y la resistencia mecánica como indicadores de
la compactación del suelo. Agrociencia 43, 231-239.
Bouwer H. (1986). Intake Rate: Cylinder Infltrometer. En:
Methods of soil analysis. Part 1. Physical and Mineral-
ogical Methods
. (A. Klute, Ed.). 2a ed. Agronomy Mono-
graph no. 9 pp. ASA, SSSA, Madison, Wisconsin, pp.
Bradford J.M. 1986. Penetrability. En:
Methods of soil
analysis. Part 1. Physical and Mineralogical Methods
.
(A. Klute, Ed.). 2a ed. Agronomy Monograph no. 9
ASA, SSSA, Madison, Wisconsin. Pp.
Cerana J., Rivarola S., Arias N., Banchero A.C., Sione
S., Wilson M., Pozzolo O. y de Battista J.J. (2006).
Determinación de las condiciones físicas de Vertisoles,
orientadas al manejo sustentable con la siembra directa.
En:
Aportes de la ciencia y la tecnología al manejo
productivo y sustentable de los suelos del cono sur.
(R.
Díaz R. y C. Rava, Eds.). IICA. PROCISUR. Monte-
video, Uruguay. pp. 109-121.
CIMADES (1997).
Análisis de la calidad del agua y
niveles de hidrocarburos del sistema Laguna El Yucate-
co–Río Chicozapote, municipio de Cárdenas, Tabasco
.
Dirección de Protección Ambiental. CIMADES. Go-
bierno del Estado de Tabasco. Villahermosa, Tabasco,
México. 61 p. + Anexos
CODEZPET (1985).
Diagnóstico sobre la infuencia de la
actividad petrolera en el desarrollo de Tabasco
. Go-
bierno del Estado de Tabasco. Villahermosa, Tabasco,
México. 51 p.
Cuanalo de la C.H. (1990).
Manual para la descripción
de perFles de suelo en el campo
. 3a. ed. Centro de
Edafología. Colegio de Postgraduados. Chapingo,
México. 40 p.
de León G.F., Payán Z.F. y Sánchez R.S. (1998). Local-
ización de capas compactadas en el perfl del suelo
mediante penetrometría. Terra 16, 303-307.
DOF (2002). NOM-021-RECNAT-2000.
Que establece las
especiFcaciones de ±ertilidad, salinidad y clasiFcación
de suelos, estudio, muestreo y análisis
. Diario Ofcial de
la Federación. México, D. F. 31 marzo 2002. pp. 1-85.
DOF (2010). NOM-138-SEMARNAT/SA1-2008.
Límites
máximos permisibles de hidrocarburos en suelos y
lineamientos para el muestreo y la remediación
. Dia-
rio Ofcial de la Federación. México, D.F. 23 agosto
2010. pp. 4-19.
Dorantes A.R. 2008.
Fitorremediación de suelos con-
taminados con diferentes tipos de petróleos crudos
mediante el pasto azul
(
Echinochloa
sp). Ingeniería
Química Petrolera. Universidad Popular de la Chon-
talpa. H. Cárdenas, Tab. 77 p.
Dorantes-Avelino R., Rivera-Cruz M.C., Aceves-Navarro
L.A., Ferrera-Cerrato R. y Sánchez-Soto S. (2010).
Efectos de los hidrocarburos del petróleo en la vege-
tación, las propiedades fsicoquímicas y microorganis
-
mos del suelo en una pradera al noroeste del estado
de Tabasco. En:
Memoria XXII Reunión CientíFca-
Tecnológica, Forestal y Agropecuaria Tabasco 2010
.
Villahermosa, Tabasco. pp. 153-162.
EPA (1986). Method 418.1 modif. Petroleum Hydrocar-
bons Total Recoverable Spectrophotometric Infrared.
Environmental Protection Agency. Wahsington, DC,
USA. 8 p.
Gerster G. y Bacigaluppo S. (2006). Consecuencias del
tránsito en húmedo sobre el suelo y los cultivos de
trigo, soja y maíz en sistemas de siembra directa.
En:
Aportes de la Ciencia y la Tecnología al Manejo
Productivo y Sustentable de los Suelos del Cono Sur
.
(R. Díaz R. y C. Rava, Eds.).IICA. PROCISUR. Mon-
tevideo, Uruguay. pp. 132-139.
Gerster G. (2008). Compactación por tránsito de maqui-
narias en un Argiudol típico. Tesis Magíster en Manejo
y Conservación de Recursos Naturales. Facultad de
Ciencias Agrarias. Universidad Nacional de Rosario.
Zavalla, Arg. 109 p.
Gobat J.-M., Arango M. y Matthey W. (2004).
The Living
Soil. Fundamentals of Soil Science and Soil Biology
.
Science Publishers. Enfeld, NH, USA. 602 p.
González R.G.A. (1995). Impacto ambiental de la in-
dustria petrolera en el estado de Tabasco. Tesis Ing-
eniero Agrónomo Fitotecnista. Escuela de Ciencias
Agronómicas Campus V. Universidad Autónoma de
Chiapas. Villa±ores, Chiapas. 101 p.
González-Barrios J.L., González-Cervantes G., Sánchez-
Cohen I., López-Santos A. y Valenzuela-Núñez L.M.
(2011). Caracterización de la porosidad edáfca como
indicador de la calidad física del suelo. Terra Latino-
americana 29, 369-377.
Gutiérrez C.M.C. y Zavala C.J. (2001). Rasgos hidromór-
fcos de suelos tropicales contaminados con hidrocar
-
buros. Terra Latinoamericana 20, 101-110.
INEGI (2001).
Síntesis de In±ormación GeográFca del
Estado de Tabasco
. 1a. ed. INEGI. Aguascalientes,
Aguascalientes, México. 100 p. + Anexo cartográfco
escala 1:500,000
Jiménez C.B.E. (2002).
La contaminación ambiental en
México. Causas, efectos y tecnología apropiada
. 2a
reimp. LMUSA. Colegio de Ingenieros Ambientales
de México, A.C. Instituto de Ingeniería de la UNAM.
FEMISCA. México, D.F. 925 p.
Jiménez L.G., Rivera-Cruz M.C., Trujillo-Narcía A.
y Magaña A.M.A. (2010). Estudio de la flora en
suelo restaurado por fuga de petróleo en Cunduacán,
Tabasco. En: Memoria XXII Reunión Científica-
RESTAURACIÓN DE UN FLUVISOL CONTAMINADO CON PETRÓLEO CRUDO
373
Tecnológica, Forestal y Agropecuaria Tabasco 2010.
Villahermosa, Tabasco. pp. 232-242.
Li X., Feng Y. y Sawatsky N. (1997). Importance of soil-
water relations in assessing the endpoint of bioremedi-
ated soils. I. Plant growth. Plant Soil, 192, 219-226.
López C.M.E., Rivera-Cruz M.C., Trujillo-Narcía A. y
Muñoz V.P.J. (2010). Densidad y diversidad de la
microfora de suelo restaurado por Fuga de petróleo
crudo en Cunduacán, Tabasco. En: Memoria XXII Re-
unión Cientí±ca-Tecnológica, ²orestal y Agropecuaria
Tabasco 2010. Villahermosa, Tabasco. pp. 222-232.
López de la F.J.C. (2010). Evaluación de los contenidos
de petróleo crudo en suelo restaurado en Cunduacán,
Tabasco. Tesis Químico Fármaco Biólogo. Universi-
dad Popular de la Chontalpa. H. Cárdenas, Tabasco,
México. 43 p.
Martínez-Trinidad S., Cotler H., Etchevers-Barra J.D., Or-
daz-Chaparro V.M. y León-González F. de (2008). Efecto
del manejo en la agregación del suelo en un ecosistema
tropical seco. Terra Latinoamericana 26, 299-307.
Martínez M.V.E. y López S.F. (2001). Efecto de hidrocar-
buros en las propiedades físicas y químicas de un suelo
arcilloso. Terra Latinoamericana 19, 9-17.
Materechera S.A., Alstom A.M., Kirby J.M. y Dexter A.R.
(1992). Infuenced oF root diameter on the penetration
of seminal roots into a compacted subsoil. Plant Soil
144, 297-303.
Orozco H.J.A., Rivera-Cruz M.C. y Trujillo-Narcía A.
(2010). Estudio de bacterias solubilizadoras de fós-
foro en suelo restaurado por fuga de petróleo crudo
en Cunduacán, Tabasco. En: Memoria XXII Reunión
Cientí±ca-Tecnológica, ²orestal y Agropecuaria Ta
-
basco 2010. Villahermosa, Tabasco. pp. 253-260.
Ortiz O.M. (2009).
Historia de la explotación petrolera en
Tabasco
1900-1960
. 1a. ed. PEMEX. UJAT. México,
D.F. 457 p.
PEMEX (2011). Contratos adjudicados en materia de
obra pública celebrados del 12 de junio de 2003 al
30 de Septiembre de 2006 [en línea]. http://pemex.
gob.mx/files/content/pep_cont_op_sep06. pdf.
01/02/2011
PROFEPA (2011). Análisis Nacional de Emergencias
Ambientales [en línea]. http://www.profepa.gob.mx/
innovaportal/v/211/1/mx/ analisis_nacional_de_emer-
gencias_ambientales.html. 01/02/2011.
Radford B.J., Yule D.F., Garry D.M.C. y Playford C.
(2001). Crop responses to applied soil compaction
and to compaction repair treatments. Soil Till. Res.
61, 157-166.
Ramírez M.A.G., Rivera-Cruz M.C. y Trujillo-Narcía A.
(2010). Estudio de bacterias ±jadoras de nitrógeno en
suelo restaurado por fuga de petróleo crudo en Cundu-
acán, Tabasco. En: Memoria XXII Reunión Cientí±ca-
Tecnológica, Forestal y Agropecuaria Tabasco 2010
.
Villahermosa, Tabasco. pp. 260-269.
Rivera-Cruz M.C. (2004). Clasi±cación de suelos tropi
-
cales infuenciados por derrames de petróleo en Ta
-
basco. Tecnociencia Universitaria III, 6-25.
Rivera C.M.C. (2001). Microorganismos rizosféricos de
los pastos alemán [
Echinochloa polystachya
(H.B.K.)
Hitchc.]
y cabezón
(
Paspalum virgatum
L.) en la
degradación del petróleo crudo y el benzo(a)pireno.
Tesis Doctor en Ciencias. Colegio de Postgraduados.
Montecillos, Texcoco, edo. de México. 348 p.
Rivera-Cruz M.C., Dorantes-Avelino R., Trujillo-Narcía
A. y Castillo-Pascual A.J. (2011). Indicadores vege-
tales y microorganismos rizosféricos de efectos de la
precipitación pluvial y del petróleo en un humedal
mexicano. En: Memoria VI Congreso Iberoamericano
de Física y Química Ambiental. Cancún, México. pp.
174-180.
Salvador C.J.C. (2010). Evaluación de restauración
comercial en suelo contaminado por fuga y derrame
de hidrocarburos en oleogasoducto de 24˝ Ø batería
Oxiacaque – Íride, mediante bioensayo con planta de
rábano (
Raphanus sativus
L.) en Cunduacán, Tabasco,
México. Tesis Maestría en Ingeniería y Protección Am-
biental. División Académica de Ciencias Biológicas.
Universidad Juárez Autónoma de Tabasco. Villaher-
mosa, Tabasco, México. 100 p.
SAS (Statistical Analysis System). (2005).
User’s Guide,
Version 9.1.3
. SAS Institute, Inc. Cary, NC. 664 p.
Seoánez C.M., Chacón A.A.J., Gutiérrez de O.A. y An-
gulo A.I. (1999).
Contaminación del suelo: estudios,
tratamiento y gestión.
Ediciones Mundi-Prensa. Madrid,
352 p.
SEMARNAT (2009). Informe de la situación del medio
ambiente en México. Edición 2008
.
Compendio de es-
tadísticas ambientales. Secretaría del Medio Ambiente
y Recursos Naturales. México, D.F. 358 p.
Siebe C., Cram S. y Ainsworth C. (1997). Monitoreo
edaFo-ecológico de áreas infuenciadas por actividades
de PEMEX en el estado de Tabasco. IMP, UNAM,
Batelle, PEMEX PEP-PGPB. 112 p. Anexos
Soane B.D., Blackwell P.S., Dicson J.W. y Painter D.J.
(1981). Compactation by agricultural vehicles. A
review. Soil Till. Res. 1, 207-237.
Sustaita-Rivera F., Ordaz-Chaparro V., Ortiz-Solorio C.A.
y de León-González F. (2000). Cambios en las propie-
dades físicas de dos suelos de una región semiárida
debido al uso agrícola. Agrociencia 34, 379-386.
Trujillo-Narcía A. y Rivera-Cruz M.C. (2006). Planta
de girasol (
Helianthus annus
) bioindicadora de
la descontaminación de suelos contaminados con
petróleo crudo en el estado de Tabasco. En: Memo-
ria XIX Reunión Cientí±ca-Tecnológica ²orestal y
A. Trujillo-Narcía
et al.
374
Agropecuaria Tabasco 2006. Villahermosa, Tabasco,
México. p. 242-244.
Trujillo-Narcía A., Rivera-Cruz M.C. y Maldonado C.E.
(2006). Efecto de la restauración de suelos contamina-
dos con petróleo en el suelo y en la vegetación en Ta-
basco, México. En:
Medio Ambiente en Iberoamérica.
Visión desde la Física y la Química en los albores del
Siglo XXI
. Tomo III (L.J.F. Gallardo Ed. y Coord.).
Badajoz, España. pp. 353-361.
Trujillo-Narcía A., Jiménez-López G., Rivera-Cruz M.C.
y Dorantes-Avelino R. (2011). Inventario forístico
y tolerancia vegetal a petróleo crudo derramado en
suelos en Tabasco, México. En: Memoria VI Congreso
Iberoamericano de Física y Química Ambiental. Can-
cún, México. pp. 59-65.
Tudela F. (1989).
La modernización forzada del trópico:
el caso Tabasco. Proyecto integrado del Golfo
. 1a. ed.
El Colegio de México. UNRISD-IFIAS-CINVESTAV.
México, D.F. 475 p.
Vogel H. (1992). Morphological and hydrological charac-
teristics of gleyic granitic soils and their potential for
crop production. A case study from Zimbabwe. Soil
Technol. 5, 303-317.
West R.C., Psuty N.P. y Thom B.G. (1976).
Las tierras
bajas de Tabasco en el sureste de México
. Gobierno
del estado de Tabasco. Villahermosa, Tabasco, México.
199 p.
Wieremann C., Werner D., Horn R., Rostek J. y Werner
B. (2000). Stress/ strain processes in a structured
unsaturated silty loam Luvisol under different tillage
treatments in Germany. Soil Till. Res. 53, 117-128.
Wolkowski R.P. (1990). Relationship between wheel-
traF±c-induced soil compactation, nutrient availability,
and crop growth: a review. J. Prod. Agric. 3, 460-469.
Yoshikawa S., Riquelme S.J. y Rodríguez S.N. (2006).
Compactación de los suelos. En: R. Díaz R. y C.
Rava (eds.).
Aportes de la Ciencia y la Tecnología al
Manejo Productivo y Sustentable de los Suelos del
logo_pie_uaemex.mx